用于挤出的聚苯乙烯泡沫的发泡剂和挤出的聚苯乙烯泡沫以及发泡方法 |
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| 申请号 | CN201380048599.X | 申请日 | 2013-07-19 | 公开(公告)号 | CN104619758A | 公开(公告)日 | 2015-05-13 |
| 申请人 | 霍尼韦尔国际公司; | 发明人 | J.M.鲍曼; D.J.威廉斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了形成膨胀的聚苯乙烯 泡沫 的方法，包括：(a)提供包含聚苯乙烯的可发泡 树脂 和包含(i) 反式HFO-1234ze和(ii)反式HCFO-1233zd的发泡剂；和(b)通过冲模挤出所述可发泡组合物。 | ||||||
| 权利要求 | 1.形成绝热挤出的低密度聚苯乙烯泡沫的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 用于挤出的聚苯乙烯泡沫的发泡剂和挤出的聚苯乙烯泡沫以及发泡方法 [0001] 相关申请的交叉引用本申请要求2012年7月19号递交的U.S.临时申请61/673,603号和2012年9月11号递交的U.S.临时申请61/699,556号与2013年3月15号递交的U.S.临时申请61/801,980号的优先权，其每一个通过引用全文并入本文，包括U.S.临时申请61/673,603号的附录。 发明领域 [0002] 本发明涉及关于挤出的热塑性泡沫具有实用性的组合物、方法和系统，特别包括发泡剂、可发泡组合物、泡沫和用或由泡沫制成的制品方面。在优选的方面中，本发明涉及该类组合物，其包含至少一种多卤代的烯烃和至少一种额外的组分，所述额外的组分是另一种多卤代烯烃或不是多卤代烯烃的另一种化合物。 背景技术[0003] 已经发现碳氟化合物基流体广泛用于许多工商业应用中，包括作为气溶胶推进剂和作为发泡剂。由于与有些迄今为止在这些应用中已经使用的组合物的使用伴随的某些可疑的环境问题，包括相对高的全球变暖潜势，已经变得日益希望使用具有低的或者甚至0臭氧损耗可能的流体，如氢氟碳化合物(“HFC”)。由此，希望使用不含大量氯氟碳化合物(“CFC”)或氢氯氟碳化合物(“HCFC”)的流体。另外，有些HFC流体可能具有与之相伴的相对高的全球变暖潜势，和希望使用具有尽可能低的全球变暖潜势同时保持使用性能中需要的性能的氢氟碳化合物或其它氟化的流体。 [0004] 如上面所建议，近年来日益关注的是对地球大气和气候潜在的损害，和已经确定某些氯基化合物在此方面是特别有问题的。由于伴随许多该类化合物的臭氧损耗性能，所以已经不赞成在许多应用中使用含氯组合物(如氯氟碳化合物(CFC)、氢氯氟碳化合物(HCF)等)。由此对于新的碳氟化合物和氢氟碳化合物以及迄今为止在这些和其它应用中使用的组合物的具有吸引力的备选组合物存在日益增加的需要。例如，希望通过用不损耗臭氧层的不含氯的化合物如氢氟碳化合物(HFC)代替含氯化合物更新含氯系统，如发泡剂系统或制冷系统。一般来说工业上持续不断地寻求提供CFC和HCFC的备选物和认为对于CFC和HCFC是环境更安全的替代物的新的碳氟化合物基混合物。然而，在许多情况下认为重要的是任何可能的替代物也都必须拥有许多广泛使用的流体中存在的那些性能，如产生优异的绝热性能和用作发泡剂时其它希望的泡沫特性，特别是如适当的化合物稳定性、低的毒性或无毒性、低的可燃性或无可燃性。 [0005] 另外，通常认为对于CFC发泡剂替代物理想的是在没有较大工程变化的情况下对常规的泡沫生成系统是有效的。 [0006] 用于制备常规发泡材料例如热塑性材料的方法和组合物已经久为人知了。这些方法和组合物一般利用化学和/或物理发泡剂在聚合物基质中形成发泡的结构。该类发泡剂包括，例如偶氮化合物、各种挥发性有机化合物(VOC)和氯氟碳化合物(CFC)。所述化学发泡剂一般经历某些形式的化学变化，包括与形成聚合物基质的材料化学反应(通常在预定的温度/压力下)，其导致释放气体，如氮气、二氧化碳或一氧化碳。最常用的化学发泡剂之一是水。所述物理发泡剂一般溶解在聚合物或聚合物前体材料中和然后体积膨胀(同样在预定的温度/压力下)促进发泡结构的形成。物理发泡剂常用在热塑性泡沫中，但是可以使用化学发泡剂在热塑性泡沫中替代物理发泡剂或者除了物理发泡剂之外还使用化学发泡剂。例如，已知在聚氯乙烯基泡沫形成中使用化学发泡剂。当然，可能某些化合物或含有它们的组合物可以立刻构成化学和物理发泡剂。 [0007] 已知的发泡剂种类是非氯化的、部分氢化的碳氟化合物(称为“HFC”)。当前用作发泡剂的某些HFC具有至少一个潜在的严重问题，即：它们通常具有相对高的固有导热性能(即：差的绝热性)。另一方面，用某些更现代的HFC发泡剂，如CF3CH2CF2H(“HFC-245fa”)制成的泡沫提供了改善的绝热性，部分是由于HFC-245fa蒸气低的热导率，和部分由于HFC-245fa赋予所述泡沫细的泡孔结构。甚至更现代的HFC，如HFC-245fa、HFC-134a、HFC-365mfc等显示了高于希望的全球变暖潜势，虽然相对于其他HFC低。由此，在泡沫绝缘体，特别是硬质泡沫绝缘体中使用HFC作为发泡剂，导致HFC对于商业泡沫绝缘体中的发泡剂不是太理想的候选物。 [0008] 烃发泡剂也是已知的。例如，Hutzen的U.S.专利5,182,309号教导以各种乳液混合物使用异戊烷和正戊烷。烃发泡剂的另一个实例是环戊烷，如Volkert的U.S.专利No.5,096,933所教导。尽管许多烃类发泡剂，如环戊烷和戊烷异构体是0臭氧损耗的试剂且显示出非常低的全球变暖潜势，但是该类材料不是完全理想的，因为由这些发泡剂制备的泡沫没有与例如通过HFC-245fa发泡剂制成的泡沫相同程度的绝热效率。另外，所述烃类发泡剂是极其可燃性的，这是不希望的。而且，某些烃类发泡剂在一定的情形下与由之形成泡沫的材料，如许多多异氰脲酸酯改性的聚氨酯泡沫中常用的聚酯多元醇具有不足的溶混性。使用这些烷烃常常要求化学表面活性剂以获得合适的混合物。 [0009] 由此对于新的化合物以及迄今为止在这些和其它应用中使用作为发泡剂的组合物的具有吸引力的备选组合物存在日益增加的需要。申请人由此认识到需要新的碳氟化合物基化合物和组合物，其提供CFC和HCFC的有效备选物和认为是对于CFC和HCFC环境更安全的替代物。然而，一般认为非常希望的是任何可能的替代物也都必须具有至少与伴随着许多非常广泛使用的发泡剂那些相当的性能，或赋予泡沫所述性能，尤其如气相热导率(低的k因子)、低的毒性或无毒性。 [0010] 在许多应用中一种该类可能的重要性能是可燃性。就是说，认为在许多应用中，特别包括在发泡剂应用中，重要或者必要的是使用具有低的可燃性或没有可燃性的组合物。如本文所用，术语“不可燃的”是指如根据2002年的ASTM标准E-681测定为不可燃的化合物或组合物，其通过引用并入本文。不幸的是，另外可能理想地用于泡沫发泡剂组合物的许多HFC不是不可燃的。例如，氟代烷二氟乙烷(HFC-152a)和氟代烷1,1,1–三氟丙烯(HFO-1243zf)各自都是可燃的和因此在许多应用中不可用。 [0011] 使用卤代系统发泡剂，包括氢氟代烯烃(HFO)和氢氯氟代烯烃(HCFO)，也是已知的，如例如US 2009/0305876中所描述，其转让给本发明的受让人并通过引用并入本文。‘876公开文本描述了使用立刻包含HFO组分和HCFO组分的发泡剂组合物。特别确定有利的是HFO-1234和/或HCFO-1233的组合。例如，‘876公开文本的第13页上表中第6项公开了包含HCFO1233zd和反式-HFO-1234ze的发泡剂组合物，其中反式-HFO-1234ze的量确定为1-99重量%和大约1-大约20%和大约80%-大约99%。还公开了使用‘876专利的组合物制备热塑性泡沫。 [0012] US公开文本2010/0105789还公开了使用包含HFO和HCFO的用于热塑性泡沫的发泡剂的可能性。所述公开内容表明HFO可以包括，但不限于3,3,3-三氟丙烯(HFO-1243zf)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO-1225ye)、顺式-和/或反式-1,3,3,3-四氟丙烯(HFO-1234ze)和2,3,3,3-四氟丙烯(HFO 1234yf)及其混合物。所述公开内容表明HCFO是(顺式和/或反式)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)，特别是所述反式异构体，2-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233xf)、1,1-二氯-3,3,3-三氟丙烯、1,2-二氯-3,3,3-三氟丙烯及其混合物。所述‘789公开文本仅仅公开和例举了两种组合，即(1) HFO-1243zf与HCFO-1233zd，和(2) HFO-1234yf与HCFO-1233zd。一个例外是，通过‘789公开文本提出的所有组合都制 3 3 备了具有的密度大于50 kg/m的热塑性泡沫，和达到了密度在50 kg/m 以下的一个组合使用4重量%的HFO-1243zf，其已知具有某些不希望的性能，包括如上面提及的不希望的可燃性。 [0013] 尽管在‘876公开文本和‘789公开文本各自公开，申请人已经知道：通过根据特定的限制在发泡剂反式-HFO-1234ze和反式-HCFO-1233zd中组合使用在形成挤出的热塑性泡沫和特别是挤出的聚苯乙烯泡沫方面可以实现出乎意料的优点，如下文所描述。 发明内容[0014] 申请人发现当形成包含如下的可发泡组合物时，关于挤出的聚苯乙烯(XPS)泡沫可以实现出乎意料的优点：(a)可发泡树脂，特别和优选地包含和在某些优选实施方案中主要由可发泡聚苯乙烯组成；和(b)发泡剂，其在所述发泡组合物中包含(i) 反式HFO-1234ze，其为大于大约3重量%至小于大约8重量%的所述可发泡组合物的量；和(ii)大于大约2重量%的反式-1,1,1-三氟-3-氯丙烯(反式HCFO-1233zd)，条件是组分(i)和(ii)一起在所述可发泡组合物中的浓度不大于大约15%的可发泡组合物，和甚至更优选不大于大约12重量%的所述可发泡组合物。在某些优选的实施方案中，反式-HFO-1234ze的量大于大约4重量%且不大于大约7重量%，和甚至更优选不大于6重量%的所述可发泡组合物。在某些实施方案中，优选所述组合物中总的发泡剂，包括除了HFO-1234ze和HFO-1233zd之外的任何共发泡剂组分，不大于大约15%的所述可发泡组合物，更优选不大于12重量%的所述可发泡组合物和甚至更优选不大于10重量%的所述可发泡组合物。 [0015] 对于涉及泡沫和制备热塑性、绝热性泡沫和甚至更特别是绝热的XPS泡沫的方法的本发明优选的实施方案，申请人已经发现：具有有利的绝热性能和有利的低密度的泡沫可以使用由包含如下的可发泡组合物形成的发泡剂组合物形成：(a)可发泡树脂，特别和优选地包含可发泡聚苯乙烯和在某些实施方案中主要由可发泡聚苯乙烯组成；和(b)发泡剂，其包含(i)不小于大约3重量%但不大于大约6重量%的所述可发泡组合物的量的反式HFO-1234ze；和(ii)不小于大约3重量%且不大于大约10%的量的反式HCFO-1233zd，条件是组分(i)和(ii)一起在所述可发泡组合物中的浓度不小于大约8重量%且不大于大约14%的可发泡组合物，和甚至更优选不大于12重量%的所述可发泡组合物。在许多该3 类优选的实施方案中，所述低密度热塑性泡沫具有的密度不大于50 Kg/m，更优选不大于 3 大约40 Kg/m，和同时具有的热导率不大于25 mW/m-K，更优选不大于大约25 mW/m-K和甚至更优选不大于大约20 mW/m-K。 [0016] 在某些优选的实施方案中，HFO-1234ze的浓度与组合物中HCFO-1233ze的浓度大约相同或大于其浓度。 [0017] 优选实施方案的详细描述申请人认为：一般而言，根据本文所含的教导，满足如本文规定的具有组分(i)和(ii)的要求的组合物通常是有效的和显示出可用于发泡剂组合物中和特别是用于挤出的热塑性泡沫的发泡剂中和热塑性挤出方法中，和甚至更优选其中所述热塑性材料是XPS。在优选的实施方案中，所述发泡剂组合物和由其形成的XPS泡沫的有利性能包括：高的绝热性能(低的K因子)；低的毒性水平；高的环境友好水平(包括低的GWP、无ODP效应、无-VOC)； 低的可燃性或无可燃性；在热塑性材料，特别是聚苯乙烯中高的溶解度；高的可加工性水平(例如，如通过气体负载的熔融流变学测量)，形成具有高度有利的结构和性能的泡沫。 [0018] 如上面所提及，本发明的一个方面提供了使用发泡剂形成挤出聚苯乙烯泡沫的方法，其中反式HFO-1234ze的量大于大约3重量%但小于大约8重量%的所述可发泡组合物，但是同时要求所述可发泡组合物中发泡剂总量大于大约6重量%且不大于大约15重量%的所述可发泡组合物。申请人获知，一般而言可以使用含有在该浓度范围之外的HFO-1234ze的发泡剂和/或在这些范围之外的总的发泡剂浓度进行制备挤出的热塑性泡沫和特别是XPS泡沫的方法。然而，并不受限于任何特定的操作理论，申请人已经发现：当以本发明要求的量存在时，通过组分(i)和(ii)的协同相互作用可以实现出乎意料的优点，和此相互作用在形成低密度挤出聚苯乙烯泡沫方面产生加工优点和/或其它优点。如下文更完全的解释，本发明人已经发现：通过在本文描述的浓度范围内选择包含组分(i)与(ii)的发泡3 剂提高了实现低密度泡沫，并特别是具有小于大约45 kg/m的和甚至更优选小于大约40 3 kg/m的密度的低密度泡沫的能力，所述泡沫具有有利的平均泡孔尺寸和/或优异的热传递性能。虽然可以单独使用反式HFO-1234ze得到低密度泡沫，但是申请人已经发现：通过使用即时发泡组合物可以出乎意料地实现整体泡沫性能的提高和/或加工优点。使用根据本发明的发泡剂组合物在使用环境友好的发泡剂的稳定挤出方法中产生形成即时泡沫的能力：(1)低密度(如下文定义)；(2)具有有利的泡孔尺寸；和(3)具有优异的绝热性能。 [0019] 本发明一个出乎意料的优点是特别和优选地当用于标准挤出设备中和在使用现有技术发泡剂如HFC-134a、HFC-152a和HFC-245fa的常用条件下时，本发明的组合物实现低密度同时具有优异的热导率的聚苯乙烯泡沫的能力。如本文所用，术语低密度意思是具3 有的密度不大于大约50 Kg/m的泡沫。在某些实施方案中，所述方法制备了具有大约30至 3 3 小于大约45 Kg/m，和甚至更优选大约30至小于大约40 Kg/m的密度的泡沫。 [0020] 在某些优选的形式中，本发明的发泡剂组合物具有的全球变暖潜势(GWP)不大于大约1000，更优选不大于大约500，和甚至更优选不大于大约150。在某些实施方案中，本发明组合物的GWP不大于大约100和甚至更优选不大于大约75。如本文所用，“GWP”相对于二氧化碳和在100年时间的地平圈上测量，如“The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, a report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project”中所定义，其通过引用并入本文。 [0021] 在某些优选的形式中，本发明组合物还优选具有的臭氧损耗可能(ODP)不大于0.05，更优选不大于0.02和甚至更优选大约为0。如本文所用，“ODP”如“The Scientific Assessment of Ozone Depletion, 2002, A report of the World Meteorological Association's Global Ozone Research and Monitoring Project”中所定义，其通过引用并入本文。 [0022] 共发泡剂如上面所提及，本发明优选的实施方案的一个方面是要求至少3重量%的反式HCFO-1233zd充当共发泡剂。 [0023] 取决于要从事的特定应用，也可以包括其它共发泡剂，条件是该加入对本文描述的所述优选性能参数没有实质的负面影响。根据本发明的其它共发泡剂可以包含物理发泡剂、化学发泡剂或具有物理与化学发泡剂性能的组合的共发泡剂。该类其它共发泡剂可以包括但不限于：除了反式HFO-1234ze与反式HCFO-1233zd之外的一种或多种卤代烯烃，包括顺式HFO-1234ze与顺式HCFO-1233zd；烃；氢氟碳化合物(HFC)；醚；醇；醛；酮；甲酸甲酯；甲酸；水；反式-1,2-二氯乙烯；二氧化碳和这些化合物中任何两种或更多种的组合。该类可能的共发泡剂的实例描述于US专利8,420,706，其由本申请的所有人拥有和通过引用全文并入本文。根据某些优选的实施方案，所述其它共发泡剂包含如下化合物中的一种或多种：一种或多种醇，优选一种或多种C1-C4醇，和甚至更优选，甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇，其中对于某些实施方案优选是乙醇；HFC-152a；二甲醚；丙酮；一种或多种烃，优选C1–C4烃，和甚至更优选C4烃，其中对于某些实施方案优选是异丁烯；CO2和水。 [0024] 其它组分根据特定的需要或用途要求可以包括的其它任选的额外组分/化合物包括但不限于，表面活性剂、聚合物改性剂、增韧剂、着色剂、染料、溶解度增强剂、流变改性剂、增塑剂、阻燃剂、抗微生物剂、粘度降低改性剂、填料、蒸气压改性剂、成核剂、催化剂等。在某些优选的实施方案中，分散剂、泡孔稳定剂和其它添加剂也可以引入本发明的发泡剂组合物中。任选但优选地加入某些表面活性剂以充当泡孔稳定剂。有些代表性的材料以名称DC-193、B-8404和L-5340售卖，其通常为聚硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物如U.S.专利2,834,748、 2,917,480和2,846,458号中公开的那些，其各自通过引用并入本文。用于所述发泡剂混合物的其它任选的添加剂可以包括阻燃剂如磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、磷酸三(1,3-二氯丙基)酯、磷酸二铵、各种卤代的芳族化合物、氧化锑、三水合铝、聚氯乙烯等。 [0025] 关于成核剂，具有成核功能的所有已知的化合物和材料都可用于本发明，特别包括滑石。在某些高度优选的实施方案中，成核剂和特别是滑石优选以最多大约1%的量包括在所述可发泡组合物中。 [0026] 当然，调整所述组合物的特定性能(例如成本)的其它化合物和/或组分也可以包括在本发明组合物中，和存在的所有该类化合物和组分都在本发明的范围内。 [0027] 所述可发泡的组合物也包括热塑性泡沫发泡剂，就是说，一种或多种能够形成挤出聚苯乙烯(XPS)泡沫的组分。如本文所用，术语“泡沫发泡剂”用来指的是一种组分或多种组分的组合，其能够形成XPS泡沫结构，优选通常为微孔泡沫XPS结构，其中多个闭合泡孔中和优选基本上全部闭合泡孔中含有发泡剂。本发明的可发泡组合物包括根据本发明的该类组分(多种组分)和发泡剂。 [0028] 在本发明优选的实施方案中，所述一种或多种能够发泡的组分包含基于或以主要比例含有热塑性苯乙烯聚合物和/或树脂的热塑性材料。 [0029] 方法和系统认为所有目前已知的和可用的用于发泡泡沫和特别是XPS泡沫的方法和系统可容易地适用于在本发明中使用。例如，本发明的方法通常要求将根据本发明的发泡剂优选通过一个步骤或一系列步骤引入可发泡或泡沫形成组合物中并接着使所述组合物发泡，所述步骤包括使根据本发明的所述发泡剂体积膨胀。一般而言，认为目前使用的用于引入发泡剂和用于发泡的系统和装置可容易地适用于根据本发明的用途。实际上，认为本发明的一个优点在于提供改善的发泡剂，其一般为相容的和对于现有发泡方法和系统和特别是发泡热塑性泡沫优选包括XPS的挤出方法产生有利的且出乎意料的结果。 [0030] 由此本发明的一个方面是在常规发泡设备如聚苯乙烯发泡挤出设备中在常规加工条件下使用本发明的发泡剂。因此本发明的方法包括母料型操作、共混型操作、第三料流发泡剂加入和在泡沫头部的发泡剂加入。 [0031] 关于热塑性泡沫，所述优选的方法通常包括将根据本发明的发泡剂导入进热塑性材料，优选聚苯乙烯(“PS”)中并接着使所述PS经历有效引起发泡的条件。例如，发泡剂导入所述热塑性材料中的步骤可以包括将所述发泡剂导入含有热塑性材料的螺杆挤出机中，和引起发泡的步骤可以包括降低通过冲模（dye）挤出施加在所述热塑性材料上的压力并由此造成发泡剂膨胀和促进所述材料发泡。 [0032] 本领域技术人员尤其是鉴于本文所含有的公开内容将会知道其中本发明的发泡剂形成和/或加入到所述可发泡组合物中的顺序和方式一般不影响本发明的可操作性。例如，在可挤出泡沫的情况下，可以是发泡剂的各组分，特别包括组分(i)和(ii)，以及甚至所述可发泡组合物的其它组分在导入挤出设备之前并不进行混合，或者甚至所述各组分不在相同的位置加入挤出设备中。另外，所述发泡剂可以直接导入或者作为预混物的一部分导入，其接着进一步加入到所述可发泡组合物的其它部分中。 [0033] 由此，在某些实施方案中，可能希望的是在挤出机的第一个部位引入一种或多种发泡剂组分，其为一种或多种其它发泡剂组分加入位置的上游，其中希望所述组分将在挤出机中混合在一起和/或以这样方式更有效地操作。然而，在某些实施方案中，两种或更多种发泡剂组分预先合并和直接或作为预混物的一部分一起导入所述可发泡组合物中，所述预混物的一部分接着进一步加入到所述可发泡组合物的其它部分中。 [0034] 虽然可以实现根据本文确定的优选的密度要求的优点，在优选的应用中所述优选的方法产生也显示平均泡孔尺寸为大约100 μm-大约1000 μm的低密度的泡沫，在某些实施方案中更优选大约200-大约500 μm，和在某些实施方案中优选大于大约50-大约200 μm。 [0035] 申请人发现根据本发明优选的方面形成挤出聚苯乙烯的方法具有出乎意料的优点，包括以高效率和有效的方法实现具有优选的平均泡孔尺寸的低密度泡沫的能力。更特别地，申请人已经发现：通过向所述热塑性材料中加入发泡剂，在通常挤出热塑性泡沫和特别是聚苯乙烯泡沫以制备低密度挤出热塑性泡沫和优选挤出聚苯乙烯或XPS泡沫的方法方面，可以实现非常希望和出乎意料的优点，所述发泡剂包含(i)反式HFO-1234ze，在所述可发泡组合物中其量为大约3重量%至小于8重量%，和甚至更优选不大于大约6重量%；和(ii)包含反式HCFO-1233zd的至少一种共发泡剂，条件是在所述可发泡组合物中所述(i)和(ii)的总量大于大约8重量%且不大于大约15重量%。为了方便起见，本文中有时候使用术语“在所述可发泡组合物中的重量%”和是指基于所述发泡剂和所述可发泡的热塑性材料的组合重量的浓度。 [0037] 泡沫本发明还涉及由含有包含本发明的组合物的发泡剂的聚合物泡沫制剂制备的所有泡沫(包括但不限于闭孔泡沫、开孔泡沫、硬质泡沫、软质泡沫、自结皮泡沫等)。申请人已经发现：所述泡沫的一个优点是优选在热塑性材料实施方案中，实现出乎意料的热性能的能力，其可以通过K-因子或λ测量，特别优选地同时保持有效且经济的加工条件。 [0038] 在某些优选的实施方案中，根据本发明的泡沫提供了一种或多种出乎意料的特征、特性和/或性能，包括：绝热效率(特别是对于热固性泡沫)、尺寸稳定性、压缩强度、绝热性能老化、与许多本发明优选的发泡剂伴随的除了低的臭氧损耗可能和低的全球变暖潜势之外所有的性能。在某些高度优选的实施方案中，本发明提供了热塑性泡沫，其包括形成泡沫制品的该类泡沫，其相对于以相同的总量使用其它发泡剂组合物制成的泡沫显示出提高的热导率。在某些高度优选的实施方案中，本发明的所述热塑性泡沫和优选XPS泡沫显示出在40℉在制备后大约24小时测量的k因子(mW/m-K)不大于大约25，更优选不大于大约23和甚至更优选不大于大约20。优选地，所述k因子根据ASTM C518-10进行测量。在高度优选的实施方案中，本发明的泡沫实现了本文要求的优选的k因子，但是同时具有的3 3 密度不大于大约50 Kg/m， 更优选不大于大约45 Kg/m，和甚至更优选不大于大约40 Kg/ 3 m。 [0039] 在其它优选的实施方案中，本发明的泡沫显示出相对于用本发明范围之外的发泡剂制备的泡沫改善的机械性能。例如，本发明某些优选的实施方案提供了泡沫和泡沫制品，其具有的压缩强度优于和优选地至少大约10相对百分比，和甚至更优选至少大约15相对百分比大于在基本相同的条件下通过利用由环戊烷组成的发泡剂制备的泡沫。另外，在某些实施方案中优选根据本发明制备的泡沫具有的基于商品的压缩强度与通过在除了其中发泡剂由HFC-245fa组成之外其它基本相同的条件下制备泡沫产生的压缩强度相当。在某些优选的实施方案中，本发明的泡沫显示出压缩强度为至少大约12.5%的屈服率(在平行和垂直的方向)和甚至更优选在所述每个方向上至少大约13%的屈服率。实施例 [0040] 提供下面的实施例用于说明本发明但是并不限制其范围。 [0041] 实施例1-8 来自反式-HFO-1234ZE和1233ZD的XPS泡沫泡沫挤出运行在设定用于泡沫加工的50mm Leistritz逆向旋转双螺杆挤出机上进行。 所述挤出机示意性的说明在图1中提供。其在20 kg/hr的额定树脂加料速率下操作。螺杆速度设定为60 rpm。发泡剂使用液相色谱泵单独注入进挤出机中，其中其加料速率调节 3 到提供需要的共混组合物。选择发泡剂浓度以产生低密度的泡沫，一般小于75 kg/m，最好 3 接近40 kg/m。不断地监测重量损失数据以确保可望达到额定和实验加料速率。使用具有直径2和3mm(模口成型面为1 mm)的孔板条束冲模（die）制备具有圆柱形的泡沫。 [0042] 取决于对于给定的PFA含量实现的增塑水平，沿着机筒和在冲模的温度降低为130-140℃范围，其已知对于低密度闭孔PS泡沫挤出是足够的。 [0043] 使用50mm的螺杆挤出机和包括在线控制流变仪(PCR-620，以前由Rheometric Scientific可得，如今由Thermo Scientific可得)和联机超声传感器。使用位于线路末端的齿轮泵控制系统中的熔体压力。对基于1234ze(E)作为主要发泡剂和各种浓度的其它共试剂的13个不同的制剂进行粘度测量和脱气压力测定。取决于达到的增塑水平，在120、140、160和/或180℃进行测量。用于在线粘度测量的PCR使得能够根据仪器的体积流率限制和压力传感器的灵敏度进行应力扫频(stress sweep)。这产生的剪切应力范围为 10-60kPa，相应于0.1-100s-1的表观剪切速率。一般在9个不同的应力水平得到测量值。 在狭缝中设定压力为5.0MPa的最小值以便维持溶解的PFA和避免流变仪中过早的相分离。 对粘度结果进一步进行校正以补偿温度变化。由这些测量值进一步推论出增塑的程度和进一步转变为聚苯乙烯玻璃化转变温度的降低。 [0044] 使用一套超声传感器检测当特意诱发相分离时起泡的发生。安装仪器的狭缝冲模(5 mm厚x 4 cm宽x 20 cm长)安装在挤出机末端与齿轮泵入口之间。此冲模装有安装在中游与所述狭缝垂直的两个相同的超声探针，使得超声束与流道成直角。还安装三个压力传感器以测量冲模中的压力分布，使得超声检测器位置的压力能够外推。逐渐增加齿轮泵速度使狭缝冲模内的压力降低至所述脱气压力(这里取作平衡溶解度压力的估计值)，其中取急剧增加的超声信号衰减作为相分离的标志。 [0045] 测试根据本发明优选方面的发泡剂的各种浓度，通过下面实施例1-8确认和产生下面表1中报告的结果：表1 [0046] 如由上述可以看出，根据本发明通过挤出可发泡的XPS组合物达到了优异的效果，其中所述发泡剂包含大约4-大约6重量%的反式HFO-1234ze和大约4-大约10重量%的反式HCFO-1233zd以制备具有60-200的平均泡孔尺寸和良好的热导率的高质量、低密度的泡沫。还表明在所有其它参数不变的情况下，对于实施例1的组合物所述泡沫的热导率大于所希望的25 m-W/m-K，其中总的发泡剂浓度不大于8%。对于其中发泡剂浓度大于8重量%的所有其它实施例而言，所述热导率小于大约22 m-W/m-k，和对于实施例4–7和9甚至更优选小于大约20 m-W/m-K。 [0047] 对比例C1-XPS泡沫重复使用实施例1-8的设备和步骤的泡沫形成，不同之处在于如下表C1中所示所述发泡剂由6重量%的反式HFO-1234ze组成： 表C1 [0048] 如由上述表C1可以看出，以大于大约4重量%所述可发泡组合物的量单独使用反式-HFO-1234ze和使用实施例1-8的挤出条件不生成低密度泡沫。 [0049] 对比例C2-XPS泡沫重复使用实施例1-8的设备和步骤的泡沫形成，不同之处在于反式HCFO-1233zd的量由4重量%降至2重量%的所述可发泡组合物。结果如下面表C2中报告： 表C2 [0050] 如由上述表C2可以看出，使用反式-HFO-1234ze与HFO-1233zd的组合，其中HFO-1233zd的量在大约3%以下，在实施例1-8的挤出条件下不产生低密度泡沫或具有小于大约25m-W/m-K的k因子的泡沫。 [0051] 实施例9-来自反式HFO-1234ZE、反式1233ZD和乙醇的XPS泡沫重复使用实施例1-8的设备和步骤的泡沫形成，不同之处在于如下表3中所示使用的发泡剂改性至包括2重量%的乙醇，和结果如所示： 表3 [0052] 如由上面的结果可以看出，制备了具有平均泡孔尺寸大约60和良好导热性的低密度XPS泡沫。 |
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